Ki jan dyod pwoteje sikui sond nan ekipman ultrason medikal?

一, Pwoteksyon debaz: Bloke ranvèse aktyèl ak vòltaj Spikes
1. Ranvèse izolasyon aktyèl ak pwoteksyon kont rflu
Sond ultrason la adopte yon konbinezon transmisyon milti eleman ak mòd resepsyon, ak sèlman kèk eleman k ap patisipe nan chak operasyon. Nan konsepsyon tradisyonèl yo, dè santèn de fil yo oblije ant pwofonde a ak lame a, pandan y ap aparèy modèn diminye kantite fil yo a plizyè douzèn atravè yon matris switch dyod. Pa egzanp, EUB-240 B-ultrason itilize 16 sikwi transmèt/resevwa epi li reyalize eksitasyon selektif nan eleman etalaj atravè yon etalaj dyod. Dyòd la jwe yon wòl kondiktè unidireksyon nan senaryo sa a:

Faz lansman: Puls segondè vòltaj chaje eleman yo etalaj sond nan dyod, jenere vag ultrasons;
Resevwa etap: Dyòd la etenn nan do pou anpeche siyal eko fèb detounen pa sikwi transmèt la.
Konsepsyon sa a evite rflu aktyèl la nan pwofonde an ka ta gen echèk kouran prensipal la, pwoteje chip piezoelectric la kont enpak vòltaj ranvèse. Dyòd Schottky (tankou BAT85) te vin pi pito chwa pou gwo -sikui sond frekans akòz gout ba vòltaj pi devan yo (0.15-0.45V) ak tan rekiperasyon ranvèse nanosecond.

2. Transient Voltage Suppression (TVS)
Nan moman sa a nan demaraj ekipman ultrason oswa chanje sond, Spikes vòltaj nan plizyè santèn vòlt ka pwodwi nan kous la. Dyòd TVS sere vòltaj la nan yon ranje ki an sekirite nan pikosgond atravè efè pann lavalas. Pou egzanp:

Ekipman kalite SSD-256: tib paralèl TVS nan sikwi switch transmisyon/resepsyon pou absòbe pulsasyon wo-vòltaj ranvèse;
Konsepsyon sond san fil: Sèvi ak dyod SiC TVS, li ka kenbe tèt ak diferans tanperati ki soti nan -200 degre a 500 degre epi adapte yo ak anviwònman ekstrèm.
Vòltaj la fixation (Vc) ak paramèt batman kè (Ipp) nan tib TVS bezwen yo dwe byen matche dapre nivo vòltaj la kenbe tèt ak pwofonde asire pwoteksyon serye nan ESD (egwostatik egzeyat) oswa senaryo endiksyon zèklè.

2, ajisteman dinamik: optimize bon jan kalite siyal ak efikasite pouvwa
1. Konstriksyon yon sous vòltaj referans lè l sèvi avèk yon dyòd regilatè vòltaj
Sonde à réception chan de kous mande yon wo -tansyon referans ak presizyon pou asire ke siyal akizisyon estabilite. Dyòd Zener (tankou 1N4742A) bay yon vòltaj referans ak presizyon nivo nanomèt (± 0.1%) atravè efè Zener, ak rezistans dinamik yo (Rz) se osi ba ke 0.1 Ω, asire ke fluctuation pwodiksyon an mwens pase 0.1% lè chaj aktyèl la chanje. Nan modil la siveyans ECG, konbinezon an nan yon dyòd regilatè vòltaj ak yon anplifikatè operasyonèl ka elimine entèferans nan bri ekipman pou pouvwa sou siyal elektwokardyogram fèb.

2. Ideyal Dyòd kontwolè elimine pèt gout vòltaj
Gout vòltaj kondiksyon tradisyonèl Dyòd (0.3-0.7V) ka mennen nan konsomasyon pouvwa enpòtan nan sikui sond ba-vòltaj. Kontwolè dyod ideyal la (tankou LTC4412) simule fonksyon dyod la atravè yon MOSFET ekstèn, diminye gout vòltaj kondiksyon an pi ba pase 10mV, pandan y ap gen pwoteksyon ranvèse, sou tanperati are, ak fonksyon endikasyon estati. Nan aparèy ultrason pòtab, teknoloji sa a amelyore efikasite sistèm 3.3V pa 15% epi pwolonje lavi batri a.

3, konsepsyon segondè fyab: adapte ak kondisyon yo sevè nan senaryo medikal
1. lajè tanperati ak radyasyon rezistans ranfò
Ekipman sal operasyon an bezwen opere estab nan yon anviwonman -20 degre a 50 degre, ak kèk ekipman (tankou ultrason pwezante radyoterapi) bezwen kenbe tèt ak radyasyon. Dyòd klas medikal yo trete atravè teknik espesyal:

Anbalaj pasivasyon vè (GP): diminye aktyèl flit ak amelyore estabilite tanperati ki wo -;
Silisyòm carbure (SiC) materyèl: Nan ekipman CT X-detektè reyon, fotodyodes SiC ka opere stab nan 175 degre pandan y ap reziste radyasyon-domaj deplasman pwovoke.
2. Konsepsyon redondants ak fay-toleran
Nan yon sistèm ekipman pou pouvwa doub, dyod reyalize otomatik chanjman pouvwa ak izolasyon fay. Pou egzanp:

OSWA ing Dyòd: monitè estati prensipal la ak ekipman pou pouvwa backup, san pwoblèm chanje nan ekipman pou pouvwa backup nan evènman an nan yon echèk pouvwa prensipal, ak yon tan chanje nan mwens pase 1 μ s;
Izolasyon milti chanèl: Nan pwofonde 128 eleman, yo itilize 128 sikui izolasyon dyòd endepandan pou asire ke yon sèl echèk eleman pa afekte D an jeneral.
4, analiz ka aplikasyon tipik
Ka 1: Da Vinci chiriji robo ultrason pwofonde
Da Vinci robo chirijikal la kondwi pa yon motè aks milti epi li mande pou estabilite trè wo pouvwa. Nan kous sond ultrason li yo:

Antre fen: dyòd TVS (SMAJ5.0A) siprime survoltaj pasajè nan griy pouvwa a;
Etap entèmedyè: Dyòd Schottky (MBR1045CT) sèvi kòm yon konpozan freewheeling pou diminye entèferans fòs elektwomotè tounen motè;
Sòti tèminal: Ideyal kontwolè dyod (LTC4412) reyalize otomatik chanjman pouvwa ak elimine pèt gout vòltaj.
Konsepsyon sa a asire ke fluctuation vòltaj la nan sistèm lan se mwens pase 2% pandan chanjman chaj toudenkou, asire presizyon nan mouvman an bra robotik.

Ka 2: Anplifikatè gradyan pou ekipman MRI
Anplifikatè gradyan nan ekipman MRI bezwen jenere yon gwo jaden mayetik, ak sistèm ekipman pou pouvwa li fè fas a defi nan vòltaj segondè ak aktyèl segondè. Mezi pwoteksyon kle yo enkli:

Fast Recovery Dyòd (FRD): tankou MUR1560, ak yon tan rekiperasyon ranvèse ki mwens pase 50ns, siprime ranvèse vòltaj segondè pandan chanjman bobin induktè;
Zener dyod etalaj: bay yon vòltaj referans ki estab pou sikwi kontwòl la, evite distòsyon siyal ki te koze pa fluctuations jaden mayetik.
Atravè konsepsyon ki anwo a, anplifikatè gradyan an ka reyalize yon presizyon pwodiksyon de ± 0.1%, asire rezolisyon imaj.